海南岛占我国热带面积的42%,分布着我国两大热带天然林之一,解放初期其覆盖率尚有35%。在经历了上世纪50年代的"橡胶热"、60年代的"垦荒热"、70年代的"育种热"和80年代的"开放热"后,海南的土地利用发生了巨大的变化,1987年全岛天然林面积下降至历史低点11.54%。以后虽有恢复性增长,但1998年的清查结果为18.1%。土地利用的变化改变了原有生态系统与土壤的C循环与平衡状况,并对土壤C的排放和土壤质量产生深刻影响。本项目拟通过对不同土地利用方式下土壤有机C的物理分组,研究海南热带土壤有机C库的构成特征、形成机制,及其对土地利用变化的响应;并通过测定热带天然林开垦种植甘蔗后土壤有机C库δ13C的变化,研究土壤有机C库周转的速率,从而揭示海南热带地区土壤有机C对土地利用变化的响应过程机制,为精确预测我国热带土壤有机C库的变化、合理利用海南热带土地资源和调控土壤有机C库提供依据。
通过对海南天然次生林、水田、橡胶林、甘蔗和茶园等不同土地利用方式下不同土层团聚体的大小分组、微团聚体分离、微团聚体的密度分组,本项目将不同土地利用下的土壤C库分为>250μm的大团聚体有机C、大团聚体内>250μm的与砂粒结合的粗颗粒有机C、大团聚体内250 -53μm微团聚体有机C、大团聚体内<53μm的有机C、大团聚体内250 -53μm微团聚体内>53μm的颗粒有机C、250 -53μm微团聚体有机C、250 -53μm微团聚体内颗粒有机C以及<53μm的与粉粒与粘粒结合有有机C。在此基础上,本项目研究了不同土地利用方式下有机C库的组成与剖面分布特征;分析了土壤有机C库不同组份与土壤团聚体的数量关系;以天然次生林为参照土壤,研究了森林土壤人为演变为水田、橡胶林和茶园以后土壤有机C库不同组份变化的特征;同时,本项目通过测定天然林开垦种植甘蔗55年后土壤有机C 组分中δ13C的变化,研究了土壤有机C的不同物理组分在土壤及不同土层按指数分解的常数和周转的速率。